中國現(xiàn)代橋文化技術(shù)發(fā)展具備了怎樣跨時代的意

改革開放以來，我國的橋梁建設(shè)事業(yè)經(jīng)歷了一個輝煌的發(fā)展時期，特別是進入20世紀90年代，中國橋梁工程界在自主創(chuàng)新的旗幟下出現(xiàn)了全國范圍內(nèi)建造大跨度橋梁的高潮，并以空前的規(guī)模和速度為五縱七橫的國家高等級公路網(wǎng)建造了數(shù)以百計的大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋和梁式橋，以跨越大江大河、海灣和深谷，大大改變了中國的交通面貌，取得了令世人矚目的成就。
　　一、大跨徑橋梁的關(guān)鍵技術(shù)問題
　　1.1隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，大跨徑橋梁的建設(shè)在20世紀末進入了一個高潮時期。蘇通大橋位于長江下游，是國家高速公路網(wǎng)中跨越長江口的咽喉工程，是國家科技支撐計劃支持的首個重大公路交通工程，是我國自主設(shè)計和建造的世界首座突破千米跨徑的斜拉橋。蘇通大橋主孔跨徑1088米，水文條件復雜、地質(zhì)條件差、氣象環(huán)境惡劣、航運密度大，千米級斜拉橋其技術(shù)要求超越了國內(nèi)外現(xiàn)行標準、規(guī)范規(guī)定，工程建設(shè)面臨著極大的挑戰(zhàn)。
　　1.2通過長達18年的研究與實踐，建設(shè)者自主創(chuàng)新，開展了100多項科研專題攻關(guān)，研究了結(jié)構(gòu)抗風、抗震、防船撞、防沖刷等技術(shù)，攻克了千米級斜拉橋結(jié)構(gòu)體系、深水急流中施工平臺搭設(shè)及群樁基礎(chǔ)施工、基礎(chǔ)沖刷防護和高塔、長索、大跨結(jié)構(gòu)施工控制等十余項世界級關(guān)鍵技術(shù)難題，發(fā)展了基于壽命周期和性能設(shè)計的橋梁設(shè)計理論與方法，創(chuàng)新了靜力限位和動力阻尼組合的橋梁結(jié)構(gòu)體系，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)計軟件，編制了千米級斜拉橋設(shè)計指南，形成了千米級斜拉橋設(shè)計核心技術(shù)，創(chuàng)造了1088米的最大跨徑、300.4米的最高橋塔、131根直徑2.8米120米深的最大群樁基礎(chǔ)、577米的最長拉索等四項世界紀錄。
　　1.3從世界橋梁的發(fā)展來看，橋梁在向跨度更長、規(guī)模更大，向跨越海峽工程、外海海洋工程的方向發(fā)展。目前世界范圍內(nèi)規(guī)劃或在建或建成的大型跨海通道有意大利墨西拿海峽通道工程、日本津輕海峽通道工程、土耳其伊茲米特海灣通道工程、印尼蘇門答臘海灣通道工程、直布羅陀海峽通道工程、白令海峽通道工程等；國內(nèi)目前規(guī)劃或在建或建成的大型跨海通道有港珠澳大橋、瓊州海峽跨海通道工程、渤海灣跨海通道工程、臺灣海峽跨海通道工程等。隨著橋梁建設(shè)環(huán)境越來越復雜，技術(shù)難度越來越高，需要解決的技術(shù)問題非常多，為了保證橋梁的可靠性、耐久性、行車舒適性和施工簡易性，有大量的工作要做，需要研究者繼續(xù)努力，博采眾長，共同攻克這些技術(shù)難題。
　　1.4總的來說，現(xiàn)代橋梁面臨的挑戰(zhàn)主要有：一、超深水基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式和施工技術(shù)研究；二、超大跨徑橋梁的結(jié)構(gòu)體系和特殊力學問題；三、輕質(zhì)、高強、耐腐蝕、高性能材料的研究，材料的進步?jīng)Q定了橋梁技術(shù)發(fā)展的水平；四、超大跨徑橋梁的施工控制，如們保證建成后的設(shè)計線形、受力狀態(tài)能夠達到設(shè)計的要求；五、超大跨徑橋梁的經(jīng)濟性問題。
　　二、中小跨徑橋梁的技術(shù)發(fā)展
　　中小橋梁的數(shù)量非常巨大，今后的技術(shù)趨勢上要體現(xiàn)在集成設(shè)計方面，集成設(shè)計就是充分考慮橋位處建設(shè)條件的要求，把設(shè)計和施工緊密結(jié)合起來，轉(zhuǎn)變設(shè)計理念。進行標準化設(shè)計，采用工廠加工制作和現(xiàn)場大型機械施工，在施工過程或者建成以后通過自動化技術(shù)進行檢測，從而形成運營過程中一種系統(tǒng)化的管養(yǎng)技術(shù)，在我國對預制節(jié)段拼裝預應力混凝土橋梁的研究應用始于60年代。
　　在國內(nèi)，60年代就開始研究預制節(jié)段拼裝預應力混凝土橋梁，并且投入使用，比如19 6 6 年的成昆鐵路舊莊河一 號橋、孫水河4號橋等，都是采用的預制節(jié)段逐跨拼裝施工法；19 9 7年建成通車的石長線湘江鐵路大橋，也是應用的節(jié)段懸臂拼裝施工法。之后再閩江大橋、夷 陵長江大橋等都是采用此方法，以及體內(nèi)束和單鍵膠接縫。在2001年建成通車的嘉瀏高 速公路新瀏河大橋也是采用的移動支架預制節(jié)段逐跨拼裝法進行施 工。
　　三、橋梁防災減災技術(shù)和風險決策
　　3.1現(xiàn)代橋梁防災減災技術(shù)的熱點問題主要有橋梁抗風設(shè)計數(shù)值化和精細化、基于性能的橋梁抗震設(shè)計、跨海橋梁抗臺風浪耦合、橋梁防船撞等4個方面。
　　3.1.1橋梁抗風設(shè)計數(shù)值化和精細化，主要通過理論分析、CFD數(shù)值模擬手段，對橋梁風振機理及流體-同體耦合作用進行更深的研究，進一步提高和完善CFD技術(shù)，建立“數(shù)值風洞”和“橋梁抗風虛擬現(xiàn)實”技術(shù)，實現(xiàn)“全物理、全系統(tǒng)、三維、高分辨率、高逼真”的橋梁結(jié)構(gòu)氣動彈性數(shù)值模擬。
　　3.1.2基于性能的抗震設(shè)計思想綜合考慮了各種影響因素并采用“投資-效益”分析的多級抗震設(shè)防思想，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)目標性能的“個性化”，即要求在不同地震設(shè)防水準作用下，所設(shè)計結(jié)構(gòu)滿足各種預定的性能目標要求，從而在最經(jīng)濟條件下，確保人員傷亡和經(jīng)濟損失均在預期可接受的范圍內(nèi)。
　　3.1.3跨海橋梁跨徑大，橋位處水深浪高，氣候、水文、地質(zhì)、地震等海洋環(huán)境因素異常復雜。在傳統(tǒng)設(shè)計中，將瞬態(tài)的強風和波浪激勵看作等效靜力作用。但對于跨海橋梁，臺風以及臺風掀起的巨浪動態(tài)特性顯著，具有強烈的耦合效應。因此，考慮臺風以及巨浪這種破壞性環(huán)境荷載的實際動力特征、隨機性和耦合性，將顯著提高跨海橋梁的設(shè)計水平，而與之相應的結(jié)構(gòu)抵抗臺風浪耦合作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施及振動控制技術(shù)將成為跨海橋梁建設(shè)面臨的一項關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。
　　3.1.4目前我國橋梁的防船撞研究和設(shè)計還缺乏系統(tǒng)化、規(guī)范化及標準化。為了滿足我國橋梁設(shè)計和建造的需要，開展橋梁船舶撞擊理論和設(shè)計規(guī)范的研究是項迫切的工作，對于指導我國橋梁的防船撞設(shè)計以及對舊橋、危橋進行防船撞加固都具有重要意義。 　　3.2公路橋梁建設(shè)及運營階段存在著諸多的不確定性因素，其設(shè)計、施工和運營過程中的任一環(huán)節(jié)的錯誤或疏忽，都會大大降低結(jié)構(gòu)的安全性，以至于導致各類工程事故的發(fā)生。面對越來越多的橋梁事故和趨于增長的生命財產(chǎn)損失，需要結(jié)合我國實際情況，完善橋梁建設(shè)和運營管理體制，同時制定應對橋梁安全風險的有效措施，以達到提高橋梁安全性的目的。針對我國國內(nèi)實際情況，應通過分析安全風險評估標準、流程、方法、工程應用情況等，深入研究和討論基礎(chǔ)理論和評估方法中若干關(guān)鍵問題，優(yōu)化補充評估體系，從而形成新的可操作性強的工程應用方法，對橋隧工程中常見的風險問題形成相對穩(wěn)定、合理的評估流程，完善基本的評估模型，以提高具體問題的風險評估的效率和水平。安全風險評估是公路橋梁工程建設(shè)和運營過程中的一個重要環(huán)節(jié)，全面、客觀、科學、準確的評估體系對于實現(xiàn)工程安全建設(shè)和運營目標至關(guān)重要。。
　　四、橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測及養(yǎng)護
　　橋梁是一種有壽命期的工程結(jié)構(gòu)物，由于先天的缺陷、外部環(huán)境的影響、荷載的長期作用、自身材料的老化以及不恰當?shù)酿B(yǎng)護維修，其健康安全不可避免地發(fā)生衰退。這種衰退會直接威脅到結(jié)構(gòu)的安全和正常營運，如果沒有一種科學、經(jīng)濟、高效的方法來管理結(jié)構(gòu)衰退帶來的危險，必然會影響結(jié)構(gòu)物的正常服務(wù)水平和結(jié)構(gòu)的長期安全性，造成巨大的? ??濟開銷，并可能造成巨大的負而社會影響。
　　橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)并不是傳統(tǒng)的橋梁檢測技術(shù)的簡單改進，而是運用現(xiàn)代傳感技術(shù)、電子工程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信號分析與處理技術(shù)、數(shù)據(jù)管理方法、計算機軟件、系統(tǒng)模式識別、預測技術(shù)、結(jié)構(gòu)分析理論和決策理論等多個領(lǐng)域的知識，極大地延拓了橋梁檢測領(lǐng)域，實時地監(jiān)測橋梁運營階段在各種條件下的結(jié)構(gòu)響應，獲取反映結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的各種信息，并由此分析結(jié)構(gòu)的健康狀況、評估結(jié)構(gòu)的運營情況。
　　五、結(jié)語
　　橋梁是生命線工程，橋梁結(jié)構(gòu)的合理性、安全性、耐久性一直是橋梁設(shè)計中的核心問題。在世界經(jīng)濟全球化的推動下，我國交通事業(yè)得到了快速的發(fā)展，是一個發(fā)展的機遇，也是一個挑戰(zhàn)，惟有充分發(fā)掘現(xiàn)代橋梁技術(shù)理念和技術(shù)創(chuàng)新的優(yōu)勢，大力加強技術(shù)儲備，才能抓住機遇，應對挑戰(zhàn)。

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